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申请/专利权人：太原理工大学

摘要：本发明的目的在于提供一种采空区遗煤自燃的生物防治方法，属于矿井采空区防灭火技术领域，本发明将微生物耗氧、噬甲烷、排二氧化碳的特性与磁场活化处理有机结合，以随采随注的方式将好氧与兼性厌氧细菌、兼性厌氧甲烷氧化菌混合菌剂注入采空区氧化带，并通过磁场处理提高微生物代谢速度，实现采空区氧气和甲烷的快速去除和二氧化碳的快速产生，切断煤自燃反应链，缩短采空区氧化带维持时间，有效防止采空区遗煤自燃。

主权项：1.一种采空区遗煤自燃的生物防治方法，包括如下步骤：分离、培育好氧细菌、兼性厌氧细菌以及兼性厌氧甲烷氧化菌功能菌群，以一定比例混合功能菌群得到混合菌剂，用低频磁场处理混合菌剂，通过随采随注的方式将混合菌剂注入采空区氧化带，以快速消耗氧气和甲烷煤自燃活性气体、快速生成二氧化碳煤自燃惰性气体，切断煤自燃反应链，缩短采空区氧化带维持时间，有效防止采空区遗煤自燃；所述好氧细菌和兼性厌氧细菌的培养采用以煤为唯一碳源的培养基，兼性厌氧甲烷氧化菌采用以体积浓度为6%的甲烷为唯一碳源的培养基，按体积比1:9的比例，将菌液和培养基混合均匀；所述培养基包括3.35gL的KCl、1.40gL的CaCl2·2H2O、27.50gL的MgCl2·2H2O、1.40gL的K2HPO4、34.50gL的MgSO4·7H2O、1.00gL的gL的NaCl、2.50gL的NH4Cl以及10.00gL的酵母提取物；所述好氧细菌为能够利用煤中有机质在有氧条件下代谢产物为二氧化碳的一种或几种好氧菌，包括枯草芽孢杆菌、假单孢菌、不动杆菌属、节杆菌、短短芽孢杆菌和土壤短芽孢杆菌中的任意一种；所述兼性厌氧细菌包括土芽孢杆菌、草螺菌、球红假单胞菌、多粘类芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌中的任意一种；所述兼性厌氧甲烷氧化菌包括甲基球菌、甲基单胞菌、嗜甲基菌属和醋杆菌中的任意一种；所述兼性厌氧细菌为能够兼性厌氧以煤中有机质为碳源快速生长，代谢产物为二氧化碳的一种或几种细菌；好氧细菌和兼性厌氧细菌采用分离或富集自煤或矿井水中的本源菌，或从稻田、废水处理厂兼具好氧和厌氧条件的生境中分离或富集获得；所述兼性厌氧甲烷氧化菌为可在有氧、低氧或无氧条件下以甲烷为碳源快速生长的一种或几种菌，从煤矿周边土壤、矿井水中分离获得，或以稻田、湿地存在兼性厌氧甲烷氧化菌的生境中分离获得；所述混合菌剂为将好氧细菌、兼性厌氧细菌和兼性厌氧甲烷氧化菌分别进行扩大培养至菌体浓度为109-1010cfuml，按生物量比例5:3:2配制；其特征在于：所述混合菌剂注入采空区氧化带，包括如下步骤：（1）预先测定氧化带间距：在工作面开采初期，利用束管监测系统，预先对工作面“三带”进行测定，测定采空区氧化带距工作面的距离为L1~L2m，所述三带包括散热带、氧化带和窒息带；（2）注入系统设备布置：所述注入系统包括布置在进风巷的菌液储罐、培养液储罐、混合菌剂储罐、磁化装置以及压力泵，菌液储罐和培养液储罐的出口分别与混合菌剂储罐的入口连接，混合菌剂储罐通过磁化装置与压力泵连接，混合菌剂储罐跟磁化装置的顶部相连接，压力泵和磁化装置的底部连接，压力泵的出口连接有管道，管道的末端设有喷射器，菌液储罐数量为三个；随着工作面推进，管道便进入采空区内部；（3）启动注入系统：通过预埋好的管道将混合菌剂以随采随注的方式注入采空区氧化带，便于混合菌剂在氧化带形成初期即可发挥作用，缩短氧化带维持时间；A.在工作面预埋管道Ⅰ和布置其他注入系统设备；B.在磁化装置内充满混合菌液，启动磁化装置、设定磁化参数；C.调节混合菌剂流入和流出磁化装置的速率，使得流出的混合菌剂经过最优磁化处理；D.当工作面推进L1m后，打开管道Ⅰ阀门，由管道Ⅰ开始向采空区氧化带注混合菌剂；E.当工作面推进（L2－L1）m后，在工作面预埋管道Ⅱ；F.当工作面推进L2m后，管道Ⅰ位于氧化带与窒息带交界处，管道Ⅱ位于散热带与氧化带交界处，此时，关闭管道Ⅰ阀门，打开管道Ⅱ阀门，由管道Ⅱ开始向采空区氧化带注混合菌剂；G.如此循环，直至工作面采完为止。

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